JP6250089B2 - ポリアミド顆粒の調製方法 - Google Patents
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Description
a)ポリアミドを溶融状態で押し出す段階、
b)水含有冷却液を用いて得られた材料を冷却する段階、
c)材料を顆粒の形態に切断する段階、
d)冷却液と材料とを分離する段階、
e)冷却液から分離された顆粒を、55℃以下の顆粒の平均温度が達成されるまで冷却する段階
を含み、
−切断段階c)は、段階b)の間、段階b)の後であって分離段階d)の前、または分離段階d)の後に行われ、
−押し出された材料と冷却液との接触の継続時間は、10秒以下であり、そして
−段階e)の継続時間は、10分以下である、
前記方法を提供する。
溶融状態でポリアミドを押し出すことにある段階a)は、慣習的に、特にダイを通して行われる。この方法は、当業者に公知である。
段階b)は、水含有液との接触によって、押出後に得られる材料を冷却することにある。
本発明の方法の具体的な実施形態によれば、そのようにして冷却された材料は、その後、本発明の方法の段階c)によって、および冷却液と材料との分離の段階d)の前に顆粒の形態に切断される。この切断段階は、冷却段階b)の間に、または冷却液と材料との分離の段階d)の後にも行われ得る。
本発明の方法の第1の具体的な実施形態によれば、切断段階c)は、段階b)の後、および冷却液と材料とを分離する段階d)の前に行われる。「段階b)の後」は、段階c)が行われるときに、段階b)が既に始まっていることを意味すると理解される。この場合、冷却液(一般的には水)は、それが顆粒の形態で見出されるとき、すなわち、切断段階c)の後にポリアミド材料から分離される。分離は、例えば、水と顆粒とを分離する遠心分離機を用いて、または集塵装置(cycloning device)、もしくは遠心力を用いる任意の他の装置を用いて行われる。分離は、顆粒の搬送と、スクリーンを通した水の排出との両方を与えるエア供給型装置、例えば、Automatik Plastics Machineryにより販売されるAero(登録商標)タイプの装置を用いて行うこともできる。
本発明の方法の第2の具体的な実施形態によれば、切断段階c)は、冷却液と材料との分離の段階d)後に行われる。
本発明の方法の第3の具体的な実施形態によれば、段階b)および段階c)は同時に開始する。
本発明の方法は、55℃以下、好ましくは45℃以下の顆粒の平均温度が達成されるまで、冷却液から分離された顆粒を冷却する段階e)を含む。
この方法の段階e)の第1の実施形態によれば、前記段階e)は、0〜40℃の温度でガスにより顆粒を処理することによって行われる。
この方法の段階e)の第2の実施形態によれば、前記段階e)は、その温度が5〜35℃である表面と顆粒を接触させることによって行われる。
顆粒の温度の測定
500mlの容量を有するデュワータイプの熱的に断熱された容器を、その平均温度を測定することが望まれる顆粒で満たす。その後、熱電対型の温度プローブを顆粒の床の中心部に導入する。均一化時間3分後に、温度を読み取る。デュワー容器を空にし、この測定手順を直ちに繰り返す。選択した結果は、2回目の測定のものである。
顆粒の水濃度は、標準規格ISO15512、第2版(2008−05−15)に準拠して、Metrohm KF768または同等タイプのオーブンおよびMetrohm KF756または同等タイプのクーロメータによって、カールフィッシャー滴定で測定する。
ポリアミド6.6の粘度指数は、標準規格ISO307に準拠して、90重量%ギ酸の溶液中0.005g.ml-1の濃度で測定する。結果は、ml.g-1で表す。
顆粒の平均重量は、精密天秤を用いて、顆粒100の単純重み付けによって決定する。結果は、0.05の最も近い倍数に概数で表して、顆粒100当たりのグラムで表す。
ポリマー顆粒の色は、黄色度を計算することができる、顆粒の床の三色成分Yxyの光源Cによる測定によって、Konica Minolta CR−310または同等の色度計によって決定する。
実施例1(発明)
ポリアミド6,6の調製
N塩(ヘキサメチレンジアミンとアジピン酸との当モル混合物)の52重量%水溶液を、0.39重量%の32.4重量%ヘキサメチレンジアミン水溶液、0.10重量%の75重量%酢酸水溶液、0.009重量%の15重量%次亜リン酸ナトリウム一水和物水溶液および9ppmの消泡剤(シリコーン組成物)を有するエバポレータに投入する。この混合物をエバポレータ中で87重量%の濃度まで濃縮する。次いで、この濃縮溶液をオートクレーブ中に移す。オートクレーブを加熱し、その結果、1.85MPaの自生圧力を得、次いで、1.85MPaに維持した圧力下で、蒸気形態の水を調節弁によって反応媒体から連続的に放出させる。反応媒体の温度が245℃に達したとき、圧力を大気圧まで徐々に低下させる。この減圧期の間、加熱を続け、バルク温度は、上昇し続ける。その後、反応器を大気圧で18分間維持し(仕上げ期);この段階の最後に反応塊が到達した温度は276℃である。その後、反応器を0.40から0.45MPaの窒素圧下に置いて、ポリマーを押し出させる。
オートクレーブ中に存在する溶融ポリマーを、1分当たりおよびロッド1本当たり1.3kgの流量で66ホールを含むダイを通してロッドの形態で押し出す(段階a)。ダイから出る溶融ポリマーロッドを造粒プラットフォームが受け、ここで、以下の連続操作を行う:
−水の膜で覆われた案内ゾーンをわたってロッドを輸送する(段階b));この水は、ゾーン頭部に位置するリップを介して、およびまたゾーンの上に位置する噴霧ノズルを備えたいくつかの分布管を介して15℃の温度で供給する。ゾーンをわたってロッドが移動する長さは、1.40mである。
−180m.分-1のロッドの供給速度を与える、ロッドを同伴するための装置、ならびにフライス盤およびカウンタブレードによって切断するための装置を含む、切断ブロック(Automatik Plastics MachineryからのUSG600型)中に、部分的に冷却したロッドを供給する。ロッドを切断装置で切断し(段階c))、得られた顆粒を水により同伴させる。
−5mに等しい長さを有する管中で水との混合物として、顆粒を搬送する(段階b)の続き);この管中の顆粒の通過時間は、4秒に等しい。
−いくつかのスクリーンを通して水を除去すると同時に曲線チャネルに沿って顆粒の搬送を可能にする空気供給型衝撃装置(air−fed impact device)(Automatik Plastics MachineryからのGT800/2型の装置)中で顆粒を冷却水から分離する(段階d))。この分離に用いた空気は、20℃の温度および7800m3.時間-1の流量で、プラントで引き抜かれた周囲空気である。分離装置内の顆粒の滞留時間は、1秒のオーダーである。
ポリアミド6.6の調製
ポリアミド6.6は、以下の相違は別として、実施例1のものと同一の方法に従って調製する:
−52重量%のN塩水溶液および9ppmの含有量の消泡剤だけをエバポレータに投入する、
−大気圧での最終段階の継続時間は、23分(18分に代えて)である。
−最終段階後に、反応器を0.65〜0.70MPa(0.40〜0.45MPaに代えて)の窒素圧下に置く。
その後、切断ブロックの出口で水との混合物として顆粒の搬送が行われる管の長さは3m(5mに代えて)であるという相違は別として、ポリマーを、実施例1のものと同一の方法に従って、押し出し、造粒し、冷却する。したがって、この管内の顆粒の通過時間は、3秒(4秒に代えて)である。
ポリアミド6.6の調製
62重量%のN塩水溶液(ヘキサメチレンジアミンとアジピン酸との等モル混合物)を、40ppmの水性消泡剤エマルション(20%の活性生成物を含むシリコーン組成物)を有するエバポレータに投入する。混合物を、エバポレータ中で85重量%の濃度まで濃縮する。次いで、この濃縮した溶液をオートクレーブ中に移す。オートクレーブを加熱し、その結果、1.85MPaの自生圧力を得、次いで、1.85MPaに維持された圧力下で、蒸気形態の水を調節弁によって反応媒体から連続的に放出させる。反応媒体の温度が245℃に達するとき、圧力を大気圧まで徐々に低下させる。この減圧期の間、加熱を続け、バルク温度は、上昇し続ける。その後、反応器を大気圧で19分間維持し(仕上げ期);この段階の最後に反応塊が到達した温度は276℃である。その後、反応器を0.50から0.55MPaの窒素圧下に置いて、ポリマーを押し出させる。
オートクレーブ中に存在する溶融ポリマーを、1分当たりおよびロッド1本当たり1.6kgの流量で60ホールを含むダイを通してロッドの形態で押し出す。ダイから出る溶融ポリマーロッドを造粒プラットフォームが受け、ここで、以下の連続操作を行う:
−水の膜で覆われた案内ゾーンをわたってロッドを輸送する;この水は、ゾーン頭部に位置するリップを介して、およびまたゾーンの上に位置する噴霧ノズルを備えたいくつかの分布管を介して17℃の温度で供給する。ゾーンをわたってロッドが移動する長さは、3mである。
−180m.分-1のロッドの供給速度を与える、ロッドを同伴するための装置、ならびにフライス盤およびカウンタブレードによって切断するための装置を含む切断ブロック(Automatik Plastics MachineryからのUSG600型)中に、部分的に冷却したロッドを供給する。ロッドを切断装置で切断し、得られた顆粒を水により同伴させる。
−14mに等しい長さを有する管中で、水との混合物として、顆粒を搬送し;この管中の顆粒の通過時間は、ほぼ4秒である。
−いくつかのスクリーンを通して水を除去すると同時に曲線チャネルに沿って顆粒の搬送を可能にする空気供給型衝撃装置(Automatik Plastics MachineryからのGT800/2型の装置)中で顆粒を冷却水から分離する。用いた空気は、20℃の温度および8000m3.時間-1の流量で、プラントで引き抜かれた周囲空気である。分離装置内の顆粒の滞留時間は、1秒のオーダーである。
ポリアミド6.6の調製
ポリアミド6.6を、当業者に知られた標準的な連続法によってN塩水溶液(ヘキサメチレンジアミンとアジピン酸との等モル混合物)から調製する。この方法は、以下の連続段階を含む:N塩溶液を濃度75重量%まで蒸発させることによって濃縮する段階;水蒸気を連続的に除去しながら、1.85MPaの圧力下でアミド化する段階;275℃まで加熱し、および水蒸気を除去することを伴って、大気圧に近い圧力まで減圧する段階;大気圧に近い圧力下で一定温度において仕上げる段階。この仕上げ段階の間、溶融ポリマーは、102kPaに調節された自生雰囲気下275℃で反応器(フィニッシャー)に保持する。フィニッシャー中の滞留時間は30分である。装置の出口で、ギアポンプは、溶融ポリマーを取り出し、移送管に供給することを可能にし、したがって、造粒装置までのポリマーの輸送を可能にする。ポリマー流量は、1500kg.時間-1である。
移送管の出口で、28ホールを含むダイを通して溶融ポリマーをロッドの形態で押し出す(段階a))。次いで、以下の連続操作を行う:
−水の膜で覆われた案内ゾーンをわたってロッドを輸送する(段階b));この水は、ゾーン頭部に位置するリップを介して、およびまたゾーンの上に位置する噴霧ノズルを備えたいくつかの分配管を介して22℃の温度で供給する。ゾーンをわたってロッドが移動する長さは、1.2mである。
−114m.分-1のロッドの供給速度を与える、ロッドを同伴するための装置、ならびにフライス盤およびカウンタブレードによって切断するための装置を含む切断ブロック(Automatik Plastics MachineryからのUSG300型)中に、部分的に冷却したロッドを供給する。ロッドを切断装置で切断し(段階c))、得られた顆粒を水により同伴させる。
−2.1mに等しい長さを有する管中で、水との混合物として、顆粒を搬送する(段階b)の続き);この管中の顆粒の通過時間は、約3秒に等しい。
−いくつかのスクリーンを通して水を除去すると同時に曲線チャネルに沿って顆粒の搬送を可能にする空気供給型衝撃装置(Automatik Plastics MachineryからのGT400/2型の装置)中で顆粒を冷却水から分離する(段階d))。この分離に用いた空気は、20℃の温度および2700m3.時間-1の流量で、プラントで引き抜かれた周囲空気である。分離装置内の顆粒の滞留時間は、1秒〜2秒である。
ここでは振動ヘリカルコンベヤを水回路で冷却しないことの相違は別として、実施例4の特徴を繰り返す。振動ヘリカルコンベヤにおける4分の行路の間、観察される顆粒の唯一の冷却は、プラントの周囲空気による自然対流による熱交換に関するものである。
Claims (13)
- 含水量を有するポリアミド顆粒を調製する方法であって、以下の段階:
a)前記ポリアミドを溶融状態で押し出す段階、
b)水含有冷却液を用いて得られた材料を冷却する段階、
c)前記材料を顆粒の形態に切断する段階、
d)前記冷却液と前記材料とを分離する段階、
e)前記冷却液から分離された顆粒を、55℃以下の前記顆粒の平均温度が達成されるまで冷却する段階
から成り、
−前記ポリアミドが、ポリアミド6、ポリアミド11、ポリアミド12、ポリアミド4.6、ポリアミド5.6、ポリアミド6.6、ポリアミド6.10、ポリアミド6.12、ポリアミド9.T、ポリアミド10.Tおよびそれらのコポリマーから、或はイソフタル酸もしくはテレフタル酸型の二酸モノマーの使用またはメタ−キシリレンジアミンもしくはパラ−キシリレンジアミンタイプのジアミンモノマーの使用から生じる単位を含むコポリマーから選択され、
−前記押出段階a)が重合反応器中に存在する溶融ポリマーを重合反応器の出口に設置されたダイを通して直接押し出すことによって実施され、
−前記切断段階c)が段階b)の間、または段階b)の後であって分離段階d)の前に行われ、
−前記押し出された材料と前記冷却液との接触の継続時間が10秒以下であり、そして
−前記段階e)の継続時間が10分以下である、前記方法。 - 前記冷却液が、水であることを特徴とする、請求項1に記載の方法。
- 前記段階e)の前の顆粒の平均温度が、60〜150℃であることを特徴とする、請求項1または2に記載の方法。
- 段階e)が、0〜40℃の温度でガスにより顆粒を処理することによって行われることを特徴とする、請求項1〜3のいずれか一項に記載の方法。
- 前記段階e)のガスが、空気、好ましくは周囲空気であることを特徴とする、請求項4に記載の方法。
- 段階e)が、流動床を用いて行われることを特徴とする、請求項4または5に記載の方法。
- 段階e)が、空気の噴射による直接冷却のためのシステムを備えたコンベヤを用いて行われることを特徴とする、請求項4または5に記載の方法。
- 段階e)が、前記顆粒と、その温度が5〜35℃である表面とを接触させることによって行われることを特徴とする、請求項1〜3のいずれか一項に記載の方法。
- 前記顆粒から出て、前記ガス相に入る水分が、例えば、自然対流によって除去される、請求項8に記載の方法。
- 段階e)が、冷却流体が5〜35℃の温度で循環するジャケットによる間接冷却のためのシステムを備えたコンベヤを用いて行われることを特徴とする、請求項8または9に記載の方法。
- 前記ポリアミド顆粒を不活性ガス環境で乾燥させる段階を含まないことを特徴とする、請求項1〜10のいずれか一項に記載の方法。
- 0.1重量%〜0.4重量%の水(顆粒の重量に対して)の含水率を有するポリアミド顆粒の調製のための、請求項1〜11のいずれか一項に記載の方法の使用。
- 顆粒100当たり1.0〜5.0gの顆粒の平均重量を有するポリアミド顆粒の調製のための、請求項12に記載の使用。
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